电子电路故障诊断与处理

摘要 针对不同电力电子装置进行了研究，从故障诊断的特点与作用出发，利用科学的诊断方法，对其进行了有效的分析与处理，以此确保电力电子装置的正常运行，保证社会生产与社会活动的持续进行。
关键词 电子装置；电路系统；故障诊断；故障处理

电力电子技术是电工技术中的重要组成部分，电力电子器件的运用，对电功率进行有效的处理，是当前电力电子技术的主要内容。随着计算机计算机技术的发展以及科学技术的进步，电力电子技术的应用空间日渐广泛。与此同时，电子电路故障的产生也成为了影响电力电子技术应用的主要因素。对于电子电路故障的有效诊断与处理，是保证其正常运行的基础，电力电子装置发生故障，不仅会对电子产品自身产生损害，同时也将产生其他一系列问题，造成严重的损失。

1 电子电路故障诊断概述
1．1 电力电子电路故障诊断特点
通过对大量电子电路运行实际情况的分析，可发现，多数故障都以功率开关器件的损坏为主要原因，其中以功率开关器件的开路和直通最为常见，也可称之为硬故障。但电子电路的故障诊断与普通的模拟电路故障诊断还存在着区别，其关键之处在于故障信息的存在，一般仅停留在发生故障前的几ms之间，这对于信息的实时检测与在线诊断有着较高要求。
1．2 电力电子电路诊断的目的
假设电力电子装置发生故障，不仅将对装置本身的电器设备产生影响，并将造成设备损坏以及企业停产等问题的出现，严重地还将造成重大安全事故。因此，对于电子电路故障进行科学的诊断与处理，就尤为重要。通常情况下，人们采用的维修对策，一般有以下两种途径：一是直至设备发生故障、产生损坏后再进行维修，也称为事后维修，这种方法往往会带来巨大的经济损失。二是定期对装置进行检查，也称为预防维修，这种方法具有一定的计划性，但仍存在较大弊端，如果检查过程中未发现故障，也将造成损失。电力电子装置的构成较为复杂，其中包括电力电子主线路、电动机、发电机以及各种应用电路，对于电力电子装置进行的故障诊断，就是针对上述设备进行检测，电力电路是整个装置的核心，因此对其进行故障诊断是必要的。
1．3 电子电路故障诊断的作用
对电子电路进行有效的故障诊断：(1)可实现对故障的预报功能，以便及时采取有效的处理方法预防事故的发生。(2)可根据故障诊断实施预知性的维修，以此来提高装置的设备管理水平。(3)为检修提供更大的便利，缩短了检修时间，并提高设备的利用效率。(4)在提高设备的制造水平上有着重要意义。

2 电力电子电路故障诊断方法
电力电子电路故障诊断技术主要包括两方面：(1)故障信息检测。主要是利用一定的故障检测技术，对于故障发生时的信息进行有效获取，为故障分析提供更多的参考依据。(2)故障的诊断。根据故障诊断信息，对产生的故障进行分析和推理，进而找出导致故障的原因，确定故障位置。当前，较为常用的电子电路故障诊断方法有以下几种：
(1)故障字典法。将测量特征和故障值以表格的方式进行保存，并通过对信息的测量与比较完成故障判断。利用计算机技术对电子电路的正常运行状态和产生硬故障状态进行模拟，进而建立故障字典，随后对不同的端口进行测试，实现对故障的判断与识别。再将选定节点的测量值与故障字典中的信息进行比较，分析故障的位置。在模拟、数字电路的故摩诊断中，故障字典法有着重要的应用价值。但故障字典法仍存在弊端，其只能用以解决单故障诊断，而对于多故障的组合判断较为困难。
(2)故障树法。故障树法是当前应用较为普遍的一种故障诊断方法，是将可能会引发故障的因素，包括硬件、软件和人为因素等进行分析，随后画出逻辑图，这一框图称为故障树。从故障树的顶端时间进行搜索，找出故障的存在点。
(3)残差法。残差法的运用是以解析模型为基础的一种故障诊断方法，是通过研究实际系统与参考模型特征输出量间的残差，来进行电力电子装置主电路在线故障诊断、定位的过程。该方法同样适用于逆变器主电路的故障诊断。参考模型法用于故障诊断具有检测量少、判据简单且与输出大小无关等特点。尤其是在复杂故障诊断中该法的优势明显。
(4)直接检测法。主要针对功率器件两端的电压或桥臂电流进行直接检测的方法，进而获得功率器件的工作方式，随后将其与触发脉冲的时序逻辑进行比较，以此判断是否存在故障，并找出故障的出现点。该方法的运用，是对所有被诊断的功率器件的电压和电流进行检测，因此需要检测的点较多。同时，该方法可通过对电路的输入输出进行测量和判断。当电力电子装置运行正常时，电路输入、输出应当是在一定范围内产生变动的，如果电路输入、输出量超过规定范围，则视为发生故障。虽然该方法操作简单，但容易受外界因素的干扰，因此在使用时应当考虑各因素。
(5)专家系统诊断方法。是利用领域内专家的丰富经验，与计算机技术相结合，同时利用电子电路内部的智能系统，将以上部分进行结合而组成的智能计算机程序，用以对复杂的故障问题进行诊断与分析。其是利用经验知识对故障进行描述与判断，突破了传统的个人知识局限，并对广大专家的经验进行了有效的存储与推广，使得领域内人才的知识获得丰富利用，并促进了人才的培养，相比单纯的专家经验，该专家系统诊断技术更为灵活可靠，且受外界环境因素的影响较小。该系统中知识库与推理控制相对独立，可重写增删，并结合其他诊断方法，构成知识应用程序。同时，拥有人机联诊功能，充分发挥了现场技术人员的主观能动性，并逐步完善，因此是一种富有生命力的故障诊断法。

3 电子电路的故障分析与处理
在电子电路装置的运行过程中，故障的发生不可避免，对于故障进行有效的诊断与处理，可提高运行效率。对于电子电路的故漳分析通常从故障现象出发，通过反复的测试，最终做出科学的分析与判断，找出问题便可采取有效的处理措施。
3．1 调试故障的判断
在调试的过程中出现故障，通常有以下原因：
(1)实际电路与设计的原理图存在不符。(2)电子电路装置中使用的元器件不合理。(3)设计原理图不符合要求。(4)装置安装或调试过程中存在错误操作。
3．2 查找故障的方法
(1)通用方法。将需要检测的信号或某个输出的信号引入到其他模块上，然后按照一定的顺序对模块进行测量，直到找出故障点为止。查找的顺序可按照输入到输出的顺序，当找到故障模块后，便需要对故障产生的原因进行分析，查找模块故障的步骤，可以分为以下几点：1)对元器件的引脚电源电压进行测量，并对引脚是否接触不良进行观察，由此判断电路元器件是否正常工作。2)将所有模块的输出端使用的荷载断开，便可对模块本身的负载进行判断。3)对安装线路与设计原理图是否一致进行对比和判断，同时对连线、元件以及相关的参数进行全面判断；4)对测量仪器的选择和使用进行判断。
(2)观察判断法。当故障检测人员遇到熟悉的电路时，可根据自身对电路各部分的原理及性能指标等问题的了解，通过仪器、仪表中的数据和波形对故障部位及原因进行判断，便可有效的对故障进行排除。
(3)数字电路故障分析的特点。数字电路的故障查找和排除相对简单，除三态电路外，其余数字电路的输入与输出唯有高电平和低电平两种状态。查找故障可先进行动态测试，缩小故障的范围，再进行静态测试，查出故障的具体位置。查找故障首先要有合适的信号源和示波器，示波器的频带应大于10MHz，且应使用双踪示波器同时观察输入和输出的波形与相位关系。查找故障的过程仍可按顺序进行，将输出的结果和预期的状态相比较，通过动态测试将故障控制在最小范围。

4 结束语
文中针对不同电力电子装置进行了总结，从故障诊断的特点与作用出发，利用科学的故障诊断方法，对其进行有效的分析和处理，以此确保电力电子装置的正常运行，并保证了社会生产与社会活动的持续进行。